Question

1) Закон Ома в разных видах. (С подробными пояснениями и выводом формул где надо) 2) Мощность. (Разные формулы с пояснениями)

Answer 1

Эта статья — об основном законе электрической цепи. О законе магнитной цепи см. Закон Ома для магнитной цепи; об акустическом законе Ома см. Акустический закон Ома.

Зако́н О́ма — эмпирический физический закон, определяющий связь электродвижущей силы источника (или электрического напряжения) с силой тока, протекающего в проводнике, и сопротивлением проводника. Установлен Георгом Омом в 1826 году (опубликован в 1827 году) и назван в его честь.

U — напряжение,

I — сила тока,

R — сопротивление

В своей работе[1] Ом записал закон в следующем виде:

{\displaystyle X\!={a \over {b+l}},\qquad (1)}{\displaystyle X\!={a \over {b+l}},\qquad (1)}

где:

X — показания гальванометра (в современных обозначениях, сила тока I);

a — величина, характеризующая свойства источника напряжения, постоянная в широких пределах и не зависящая от величины тока (в современной терминологии, электродвижущая сила (ЭДС) ε);

l — величина, определяемая длиной соединяющих проводов (в современных представлениях соответствует сопротивлению внешней цепи R);

b — параметр, характеризующий свойства всей электрической установки (в современных представлениях, параметр, в котором можно усмотреть учёт внутреннего сопротивления источника тока r).

Формула (1) при использовании современных терминов выражает закон Ома для полной цепи:

{\displaystyle I\!={\varepsilon \! \over {R+r}},\qquad (2)}{\displaystyle I\!={\varepsilon \! \over {R+r}},\qquad (2)}

где:

{\displaystyle {\varepsilon \!}}{\varepsilon \!} — ЭДС источника напряжения, В;

{\displaystyle I}I — сила тока в цепи, А;

{\displaystyle R}R — сопротивление всех внешних элементов цепи, Ом;

{\displaystyle r}r — внутреннее сопротивление источника напряжения, Ом.

Из закона Ома для полной цепи вытекают следующие следствия:

при {\displaystyle r\ll R}{\displaystyle r\ll R} сила тока в цепи обратно пропорциональна её сопротивлению, а сам источник в ряде случаев может быть назван источником напряжения;

при {\displaystyle r\gg R}{\displaystyle r\gg R} сила тока не зависит от свойств внешней цепи (от величины нагрузки), и источник может быть назван источником тока.

Часто[2] выражение

{\displaystyle U\!=IR,\qquad (3)}U\!=IR,\qquad (3)

где {\displaystyle U}U есть напряжение, или падение напряжения (или, что то же, разность потенциалов между началом и концом участка проводника), тоже называют «законом Ома».

Таким образом, электродвижущая сила в замкнутой цепи, по которой течёт ток в соответствии с (2) и (3) равняется:

{\displaystyle {\varepsilon \!}=Ir+IR=U(r)+U(R).\qquad (4)}{\varepsilon \!}=Ir+IR=U(r)+U(R).\qquad (4)

То есть сумма падений напряжения на внутреннем сопротивлении источника тока и на внешней цепи равна ЭДС источника. Последний член в этом равенстве специалисты называют «напряжением на зажимах», поскольку именно его показывает вольтметр, измеряющий напряжение источника между началом и концом присоединённой к нему замкнутой цепи. В таком случае оно всегда меньше ЭДС.

К другой записи формулы (3), а именно:

{\displaystyle I\!={U \over R}\qquad (5)}I\!={U \over R}\qquad (5)